超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用浅议

张春阳

厦门市万科房地产有限公司（361000）

超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用浅议

张春阳

厦门市万科房地产有限公司（361000）

随着我国社会与经济的不断发展，建筑行业乘着城市化建设的春风，在不断发展的同时，建筑技术也有了突破创新。文章对超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用进行探讨，以期当今社会建筑质量得到更好的控制。

超声波探伤；建筑钢结构；检测应用

0 引言

在建筑中钢材作为主要施工材料，在许多建筑结构中均作为主要结构形式，因此建筑钢结构质量的好坏，不仅直接影响到建筑质量，而且也关系到建筑施工安全以及建筑企业的经济收益。为了使我国建筑钢结构质量得到有效保障，对超声波探伤对钢结构检测相关应用的探讨刻不容缓。

1 建筑钢结构焊缝类型和内部缺陷

当今建筑钢结构系统主要分为网架空间和门式刚架两种。随着建筑业的不断发展以及人们对建筑质量要求的提升，使得在当今建筑钢结构中门式刚架结构系统应用的较为广泛。建筑钢结构焊缝类型主要有二：一是T型焊缝。T型焊缝是依据焊缝形状而得名，在建筑材料中将两母材料依据T型进行焊接，则称为T型焊接。二是对接焊缝。在建筑钢结构中的对接焊缝主要指在同一平面，将需要焊接的两母材料边缘对齐，并沿着对其边缘施行焊接操作的施工工艺，则称为对接焊缝。建筑结构焊接作为建筑工程较为主要的施工技术形式，应通过在焊接前对焊接材料接头位置预留符合施工工艺标准的坡口的方法，使得焊接工艺得以保证质量，而当今建筑钢结构焊缝坡口主要有T型连接、薄板、中厚板以及厚板等形式。

虽然，当今社会建筑工艺有了很大的发展与进步,但是在建筑钢结构焊接工艺具体落实过程中，仍存在一些内部缺陷。引起建筑钢结构焊接工艺缺陷的原因主要有三：一是外部环境因素。由于建筑钢结构焊接通常需要在施工场地外部施行操作，而受风力、湿度、温度以及坡口区域清洁程度等外部因素影响，导致建筑钢结构焊接工艺质量将受到影响。二是操作人员因素。建筑钢结构焊接工艺是通过操作人员得以落实的，因此，施工人员的工作态度是否谨慎、焊接水平的高低，均会影响焊接工艺质量。在建筑企业中存在许多焊接技术人员无证上岗、操作粗心大意以及焊工质量意识差的现象,严重阻碍焊接工艺实现高质量目标。在外部环境因素与人为因素的影响下，造成钢结构焊缝内部缺陷情况在建筑工程中屡见不鲜，严重影响工程效率以及建筑质量。钢结构焊缝缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合以及未焊透等情况。

2 超声波探伤方法原理和分类

超声波探伤是经由可从一个截面进入到另一个截面的，可穿透金属材料深处的超声，通过分析钢铁内部截面边缘声波放射情况，从而对零部件以及内部结构缺陷进行有效判断的钢铁结构检测方法。由于超声波束可深入钢铁结构内部，当存在零部件缺陷现象时，就会出现反射波并形成脉冲波形，技术人员通过分析荧光屏上脉冲波形状可准确推断出故障大小以及具体位置，从而为钢铁结构的修理以及养护提供有效依据。

超声波探伤方法主要优势有：定位准确、指向性强且会在传播过程中出现散射以及衰减情况；在异构钢结构中可出现波形转换、折射以及反射情况，从而通过不同形式缺陷反射波使探测更加高效、准确；超声波探伤方法中产生的能量相较于声波较大；利用超声波探伤方法在建筑钢结构中应用的误差较小且探测深度较广，对钢结构中分层、裂纹、气孔以及夹渣等缺陷，均可在全部或部分反射作用下得以全部探出。通过对超声波探伤波形进行分析，并结合差异性特点，使得对超声波探伤仪分有A、B、C三类，且A类超声波脉冲反射探伤仪应用较多。

3 超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用

为了使超声波探伤在钢结构检测的应用得以发挥积极作用，应做到四个方面：一是人员素质应符合超声波探伤技术需求。为了确保超声波探伤技术得到有效应用，应选择具有相关检测方法等级资格证的专业技术性人员对超声波仪器进行操作，对脉冲结果进行分析。此外，为了约束技术检测人员的检测行为，有关建筑部门应同检测技术人员签订相关合同，从而明确责任与义务，确保超声波探伤高效准确。二是科学选择探伤面。超声波探伤施行前对探伤面的选择尤为重要，关系到探伤结果的准确性，因此相关技术人员应连同施工负责人，对钢结构焊接工艺、内部结构质量等情况进行充分分析，从而在比较容易发生故障、故障可能延伸方向以及缺陷可能发生的位置设定探伤面，使得探伤更加清晰、高效。三是选定探头角度与频率。为了使建筑钢结构检测得到高效落实，应尽可能选取大频率超声波，并在较为常用的4 MHz探头下进行探伤，而探头角度则主要依据焊缝坡口形状、预计缺陷类型以及施工材料厚度等工程实际情况，对探头角度予以科学选择。根据当今社会建筑钢材使用情况，推荐使用β60°、β68°为探头角度设定值，并采用β72°对钢网架杆的板材进行探伤。四是科学选取耦合剂。针对耦合剂的选取主要依据：所选择的施工材料对人员并不会产生危害；符合耦合剂发挥积极作用的科学选择，即具有合适流动性、优秀透声性，从而可发挥最大探伤功效；超声波探伤的应用与建筑工程资金能力相符，并秉持低价原则来选取既高效又经济的耦合剂。

针对建筑钢结构内部焊缝缺陷的应用主要依据焊缝类型分为两方面：

1）对接焊缝探伤

在初探中将DAC曲线探伤灵敏度调制6 db左右，并在示波屏五分之一处设为评定线，另外设置4 db为补偿增益值，利用写平、平行以及锯齿形为主要探伤形式，利用快速扫查使斜探头焊缝进行检查,并对回波信号在示波屏中的反映进行跟踪关注，并对波幅超出评定线位置的探伤处进行标注，为缺陷定量测长相应工作提供基础。对焊接缝进行初探结束后，应按照四个步骤进行精探：一是根据目标缺陷最大回波值来对建筑钢结构中缺陷位置进行判断。二是依据缺陷目标点对具体缺陷位置进行精确。根据最大回波出现的垂直与水平距离的双重判定，从而明确缺陷位置是在结构内侧亦或是外侧。针对内部焊缝存在缺陷，应结合K值与垂直距离来判定缺陷点，而若存在外部缺陷，则可排除缺陷存在于焊缝之中，结合回波与垂直、水平距离进行判定即可。三是记录缺陷测量长度。四是对建筑钢结构检测结果进行校对与检验，从而避免出现缺陷漏检而影响工程质量的现象。

2）对T型缝进行探伤

针对T型缝探伤形式主要有：对腹板一侧利用斜探头进行探伤，对靠近焊缝位置利用直探头进行探伤，对一次波翼板外端一侧利用斜刺探头进行探伤，对二次波翼板外部一侧运用K1斜探头进行探伤；由于建筑钢结构中气孔、夹渣、未焊透、未熔合以及裂纹等缺陷，对超声波探伤灵敏度要求较高，因此应对波幅曲线、探测器距离等探伤外部准备工作进行精细调试，促使缺陷在灵敏度较高的探伤下可充分体现出来。此外，应注意地波、焊接外回波以及缺陷波区别，从而达到科学判定缺陷属性目的[1]。

4 结论

综上所述，在建筑企业中由于钢结构应用较为广泛，因此钢结构质量是否过关直接关系到整个建筑物的质量。焊接作为钢结构建筑工程中较为常用的使用手段，因外部环境以及人员技术水平等影响，导致焊接质量参差不齐，存在极大安全隐患，而超声波探伤因具有定位准、指向强以及检测高效优势，值得在建筑钢结构中普遍应用。为了确保超声探伤的应用可发挥积极作用，应在充分考虑工程实际情况的同时，选择优质技术性人才对超声波探伤进行操控，从而确保超声波探伤达到保证工程质量目的。

[1]刘伟杰.探析超声波探伤在建筑钢结构检测中的应用[J].建筑工程技术与设计,2014(12)：723.